计算机网络整体框架理解与把握(持续更新)
?本文主要依據(jù)《計算機網(wǎng)絡(luò):自頂而下的算法》
?網(wǎng)絡(luò)可以分為5層。自頂而下分別是應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層。而大多數(shù)主要關(guān)注于前三層。
?自頂而下設(shè)計,當然,最先關(guān)注的是應(yīng)用層。應(yīng)用層與普通用戶接觸最廣泛。并且,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是計算機網(wǎng)絡(luò)存在的最終理由。其中,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用由成對的進程組成,這些進程主要通過網(wǎng)絡(luò)互相發(fā)送報文。兩個進程互相發(fā)送報文,必須通過下面的網(wǎng)絡(luò)。每一個進程通過套接字(Socket)的軟件接口向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報文和接收報文。有一個形象的比喻,進程可以比作一間房子,而套接字則相當于房子的門。我們往往不關(guān)注房子內(nèi)部的構(gòu)造,而比較關(guān)注房子向外界傳遞的內(nèi)容。而傳輸經(jīng)過的第一層介質(zhì)便是運輸層。所以,套接字是應(yīng)用層與運輸層之間的接口,也被成為應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)之間的應(yīng)用程序編程接口(API)。我們常常研究交付房子外面的流經(jīng)過程。在程序開發(fā)人員眼中,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是固定的。應(yīng)用程序常用的兩種主流結(jié)構(gòu)為:客戶-服務(wù)器體系與對等體系。客戶-服務(wù)器體系典型特點為客戶之間不互相直接通信。對等體系(P2P)則與之相反。
? 由于房子向外傳輸?shù)膬?nèi)容可以用不同的形式包裝。比如可以用箱子,也可用袋子;小型的物件還可以用信封。選擇什么樣的形式是由傳輸?shù)膬?nèi)容所確定。每一種形式對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中有專用的術(shù)語稱為“應(yīng)用層協(xié)議”。應(yīng)用層協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要部分。往往網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計時就需要思考采用什么應(yīng)用層協(xié)議。常見的協(xié)議有超文本傳輸協(xié)議(http)、SMTP協(xié)議、POP3、IMAP等。其中具體內(nèi)容不在此研究。有興趣可以抽空研究。
?運輸層與網(wǎng)絡(luò)兩者之間存在細微而重要的差別。在定義中,運輸層為運行在不同主機(類似于家族)的進程(每一個房子)之間提供邏輯通信,網(wǎng)絡(luò)層提供主機(家族)之間的邏輯通信。可以通過比喻進行理解區(qū)別。考慮古時候,有兩大家族,分別位于東西海岸。每個家族中有一個郵差分別為A、B,分別負責收集每一戶信件。他們收集完信件,交付給傳送的郵局負責人,進行兩地之間交流。在這個過程中,應(yīng)用層報文對應(yīng)于信封上字符,進程對應(yīng)于每一戶,主機對應(yīng)于家族,運輸層協(xié)議對應(yīng)于A、B。網(wǎng)絡(luò)層對應(yīng)于騎士。當A、B生病時,可以委托給C、D。而郵局負責人負責的任務(wù)重大,這就是網(wǎng)絡(luò)層。許多網(wǎng)絡(luò)提供了不止一種運輸層協(xié)議。但主流方式有兩個。一種是面向連接的TCP,一種是提供最小服務(wù)的UDP。此處不細展開。
?通過上一個事例,可以簡單區(qū)分運輸層與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別。網(wǎng)絡(luò)層為主機到主機之間的傳輸。個人以為是決定傳輸速度快慢的關(guān)鍵方式。將網(wǎng)絡(luò)層拆解,可以分為數(shù)據(jù)平面和控制平面。路由便在控制平面起作用。其中具體概念此處不展開。
?在向下便為鏈路層。鏈路層設(shè)計較多物理概念與定義。運行鏈路層協(xié)議(第二層)的任何設(shè)備都稱為節(jié)點。節(jié)點包括主機、交換機、路由器、WiFi接入點。而連接相鄰節(jié)點的通信信道稱為鏈路。此處概念常常用于拓撲構(gòu)建。每一種傳輸方式對應(yīng)于鏈路層協(xié)議。
物理層書上介紹較少,此處省略。
本文主要就計算機網(wǎng)絡(luò)整體邏輯結(jié)構(gòu)進行總結(jié)。其中,每個模塊具體內(nèi)容沒有進行具體展開。具體概念需要以后自己再認真總結(jié)。
最后,添加大神寫的計算機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容,以便加深理解
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络整体框架理解与把握(持续更新)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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